具有改进的防冰性能的除冰组合物制造技术

提供一种减小冰的粘附性的乙二醇基除冰剂组合物。对冰粘附作用的控制源自在除冰的表面上保留一层组合物膜而干扰了新冰的粘附。该组合物包括一种或几种选出的阴离子型或非离子型表面活性剂，以提供０至约－５达因／厘米的铺展湿润值。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水/乙二醇组合物，当它施用于表面时，具有除冰、防冰和控制冰粘附的性质。更具体地说，它涉及能施用于飞机表面的组合物，用以从表面除冰、雪和霜，并能保持在表面上防止冰和/或雪的累积，这些累积的冰和/或雪是由在飞机起飞期间产生的剪切应力容易从表面除去的。即使在累积层厚和/或等待时间长，雪和/或冰累积在飞机表面时，该流体的剩留膜仍可防止冰粘在表面上。这就容许以最小量的除冰流体在最短时间内容易而快速地再次除冰。当飞机停留在地面上，在冷的天气，在较大湿度、下雨和/或下雪时，飞机表面会积冰、霜和/或雪。冰雪和金属表面粘结性很强。一旦冰雪与金属表面形成强粘合时，从表面融化这些冰雪并除去它们需要花去很长时间和大量除冰流体。因为飞机表面累积冰、霜和/或雪对飞机功能会造成不利影响，应该从飞机表面除去这些累积物，飞机起飞前应该不受这些累积物的沾染。除冰溶液，例如那些基于1，2-亚乙基醇和水的溶液，已应用于从飞机表面除冰、霜和/或雪多年。这些除冰组合物能从飞机表面有效地除去冰、霜和/或雪，但由于它们粘度低，与飞机表面的界面相互作用弱，它们不能在飞机表面形成一种膜而停留其上。因此它们对于在飞机表面上对抗冰霜和/或雪的进一步形成或雪的累积提供的保护有限。而且，一旦在飞机表面发生冰、霜和/或雪的累积，常规的除冰流体不会降低冰在金属飞机表面上的粘结强度。这就造成了这种除冰是一种长时间和消耗大量除冰流体的方法。防冰流体是那些防止在较长的时期内冰霜形成或雪累积在表面的流体。使用防冰液体对于过夜防霜保护特别需要，也特别适用于坏天气操作以对飞机除冰和起飞之间有较长延迟时间起调节作用。配置防冰流体的一种方法是向除冰流体中加增稠剂。增稠剂的作用是为了增加流体的粘度，因而减小它流出飞机表面的倾向。在世界上有大量增稠液体商品出售。这些包括Kilfrost防冰屏障化合物-3，Hoechtst A.G飞机除冰流体1704和SPCA飞机除冰剂84，联碳公司UCON(TM)防冰流体E，一种含聚丙烯酸酯的一甘醇基流体，联碳公司飞机除冰流体251，一种丙二醇基产品，这是一种含有交联的聚丙烯酸作为增稠剂的非牛顿型流体，以及美国专利4954279中公开的那些流体。一种防冰流体必须满足一系列标准。最重要的标准之一是在飞机起飞期间，这种防冰流体可容易从飞机表面除去。从飞机表面释除的能力即使在使用防冰流体和某些流体蒸发以后无沉淀发生，也必须存在。而且，该流体应具有特殊的流变性质，其中当飞机停飞时，它必须有足够的粘度使之保留在飞机表面，而从表面将其除去时只需花少量力气。提供一种防冰流体的另一重要考虑是该流体能在常规的喷雾设备中供喷雾使用。因为这些喷雾设备使稠粘的流体受压，在喷雾防冰流体期间使用一种交联聚丙烯酸酯增稠剂，常常导致流变性质的损失。在防冰剂加增稠流体另一个关心的问题，贮存期间流体的稳定性。例如，若一种防冰流体在贮存期间倾向于胶凝，当施用时该流体对于从飞机上有效除去可能太粘，或者，若胶凝造成相分离，流体就发生去粘性，因而不能提供所需的防冰性能。除上述要求外，良好的除冰和防冰剂应不引起明显的腐蚀活性，特别是对铝、非铁金属、钢、玻璃和聚丙烯的薄板。该防冰流体也应是一种有效的除冰剂，能快速而完全地除去冰、霜和/或雪，并且当其用于飞机表面后，应能提供一种粘附膜，即它能湿润它所接触的表面。最优良的防冰流体应是环境可接受的，给动植物提供的毒性最小，可燃烧危险最低。将商品防冰剂流体施用于一飞机机翼的模拟片段的试验表明，与除冰(未增稠)流体相比，防冰流体会造成相当大的提升力损失。因此，飞机用防冰流体方面存在很大的改进余地。美国专利2，373，727号公开了防止或减少冰在飞机表面形成和/或生长的组合物。该组合物包括一种由下列物质组成的胶状基料胶质材料和乙二醇或丙三醇或其类似物或聚乙二醇或聚丙三醇，例如二甘醇或三甘醇，以及5-20Wt%的一种与冰或水不互溶并在10°F的温度时仍为液态的流体。这类流体已知为无机的、植物的和动物的油类，包括基本油类如石油润滑油、蓖麻油和松油;合成油类;水不溶醇和类似流体。该专利权的所有人说，有必要加入一种分散剂，如碱金属皂或有机碱皂或脂肪酸或油酸、萘酸、磺酸的盐类，商品皂和一元醇类。该胶状碱可由能与乙二醇或丙三醇形成一种热可逆的胶样物质的任何合适材料如明胶、动物胶、皂或树胶制备。美国专利4，358，389号公开了一类防说组合物，它含0.05至1.5Wt%特定交联的聚丙烯酸脂、乙二醇、水、0.05-1Wt%的水可溶组分，它包括脂族烃和环烷等混合基矿物油，0.05-1Wt%表面活性剂，它包括碱金属烷芳基磺酸盐，缓蚀剂，和一定量选自碱金属的碳酸盐、碳酸氢盐或氢氧化物和胺类，这样组合物的pH在约7.5-10之间。专利权人在第5栏第54行等处公开了“除了这些组分外，……，该试剂……也可包含适当的添加剂，最好是有效量的抗氧化剂和多糖类(树胶类)(树胶类是附加的增稠剂)。已经发现，多糖类在对于交联的聚丙烯酸酯的流变性质方面具有有益的效果，特别是那些粘度值处于上述粘度低限范围内的，即处于1000至5000mPas化合物。优选的多糖类是那些高分子汉生胶型化合物”。专利权人公开了合适的缓蚀剂，包括那些属于无机金属盐、脂肪酸的碱金属盐、单烷基胺类、可以烷氧基化的二烷基胺类和其盐类、磷酸或膦酸的酯类，以及三唑类化合物。德国专利申请3，143，059，公开于1983年5月5日，公开了一种使用纤维素衍生物增稠剂的防冻组合物，可提供20℃的粘度为100-5000mPa.s的溶液。该组合物含有是一种碱性烷芳基磺酸盐或烷氧基化的脂肪醇的表面活性剂、缓蚀剂和碱性碳酸盐、碱性氢氧化物或胺，给出pH为7.5-10。该申请叙述了该组合物可含有其它增稠剂，尤其是聚丙烯酸酯或汉生胶。一份题为“飞机除冰剂”的研究报告，1985年3月出版，编号为25246，作者不详，描述了飞机防冰剂浓缩液，可以向其中加入水和/或乙二醇。该防冰浓缩液包括水和一种抗冻剂为两种主要成分;增稠剂重量最多可达5%，选自纤维素衍生物，如烷基、羟烷基和羧烷基的衍生物，纤维素醚类或混合醚类，交联的或未交联的聚丙烯酸酯，汉生胶，淀粉或淀粉衍生物，和瓜耳胶，除聚丙烯酸酯外，所有的举出的增稠剂均可作为共增稠剂;一种活性量的表面活性剂，它也可以是与一种水溶性化合物结合的，该表面活性剂选自聚乙二醇、醇类的多烷基草酸酯、羧酸类、胺类或酰胺类、烯磺酸酯、脂肪醇硫酸酯和烷基苯磺酸酯，以及水溶性化合物，选自脂肪醇、脂肪酸酯、脂肪酸链烷醇酰胺、矿物油、烷基苯酚和烷基苯;惯常用的缓蚀剂，如碳酸盐、磷酸盐、磷酸盐、硅酸盐、胺类、乙醇胺类和苯并三唑;还有足够的碱性物质，使该试剂的pH值保持在所需的碱性范围内。本专利技术提供一类未增稠的除冰流体，它具优良的除冰性能。本专利技术的除冰流体也提供有用水平的防冰性能和减少冰对各种表面的粘附，例如铝表面、油漆表面和复合材料表面，例如用于飞机的那些复合材料。因为这些除冰组合物不含任何增稠剂，它们是低粘度的牛顿流体，它们不需要高速起飞就可除去，因此除可用于喷气机外，还可用于飞艇和一般军用机型飞机。而且，由于这些流体是非增稠的，因此涂布时，它们不需要特殊喷嘴和泵送设备。更具体说，本专利技术提供一种除冰组合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有改进的防冰性能的除冰组合物，包括占组合物总重量约２５％至约９５％的乙二醇，该乙二醇选自一甘醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丙三醇和其混合物；一种ｐＨ调节剂，其量为足以提供ｐＨ达７至约１０；和至少一种非离子或阴离子表面活性剂，或其混合物，其量为足以引起组合物在铝上的接触角θ为０°至约３５°和表面张力δ约１５至约４０达因／厘米，以提供一种在公式Ｗδ（ｃｏｓθ－１）中０至约－５达因／厘米的铺展润湿值Ｗ；另外还加入一种缓蚀剂；组合物其余部分为水。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MY波卢克，MS扎列特，BJ布赖马，G阿察姆包特，
申请(专利权)人：联合碳化化学品及塑料技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]